DE10253245B4 - Method and device for generating a supply voltage for lighting means - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Erzeugung einer einstellbaren stabilisierten Versorgungsspannung
(UA) für Leuchtmittel
(5), wobei
a) eine Netzwechselspannung (UE)
einem steuerbaren Brückengleichrichter
(2) zugeführt
wird,
b) der steuerbare Brückengleichrichter
(2) mittels eines Mikrocontrollers als Regeleinrichtung (4) angesteuert
wird,
c) die Ausgangsspannung des steuerbaren Brückengleichrichters
(2) einem elektrischen Kondensator als Energiespeicher (3) zugeführt wird,
der die Versorgungsspannung (UA) liefert,
und
d) der Regeleinrichtung (4) ein Sollwert mittels eines
Sollwertgebers (6) vorgegeben und die erzeugte Versorgungsspannung
(UA) als Istwert zugeführt wird,
e) wobei sich
durch geeignete Auslegung der Kondensatorkapazität eine Versorgungsspannung
(UA) erzeugen lässt, deren Effektivwert oberhalb
des Effektivwerts der treibenden Netzwechselspannung (UE)
liegt,
f) wobei die Regeleinrichtung (4) die Versorgungsspannung
(UA) auf einen maximalen Wert begrenzt.Method for generating an adjustable stabilized supply voltage (U A ) for lighting means (5), wherein
a) a mains alternating voltage (U E ) is fed to a controllable bridge rectifier (2),
b) the controllable bridge rectifier (2) is controlled by means of a microcontroller as a control device (4),
c) the output voltage of the controllable bridge rectifier (2) is supplied to an electrical capacitor as an energy store (3), which supplies the supply voltage (U A ), and
d) the control device (4) predefines a desired value by means of a reference value generator (6) and the generated supply voltage (U A ) is supplied as the actual value,
e) whereby a supply voltage (U A ) can be generated by a suitable design of the capacitor capacitance whose effective value lies above the effective value of the driving mains alternating voltage (U E ),
f) wherein the control device (4) limits the supply voltage (U A ) to a maximum value.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren, stabilisierten Versorgungsspannung für Leuchtmittel, wie beispielsweise Glühlampen.The The invention relates to a method and a device for Generation of an adjustable, stabilized supply voltage for bulbs, such as light bulbs.
Aus
der
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der
Einrichtungen zur Erzeugung einer einstellbaren Versorgungsspannung zur Steuerung der Helligkeit von Leuchtmitteln sind allgemein als Dimmer bekannt. Solche Dimmer enthalten steuerbare Halbleiterbauelemente, z. B. Transistoren, Thyristoren oder Triacs, und arbeiten mit Phasenabschnitt- oder Phasenanschnitt-Steuerung.facilities for generating an adjustable supply voltage to the controller The brightness of bulbs are commonly known as dimmers. Such dimmers contain controllable semiconductor devices, eg. B. Transistors, thyristors or triacs, and work with phase-angle or phase control.
Das elektrische Versorgungsnetz, das die Eingangsspannung eines Dimmers liefert, hat eine typische Nenn-Wechselspannung von 230 V mit einem Schwankungsbereich von etwa ±10%. In ländlichen Gebieten mit langen Freileitungen als Zuleitung sind besonders bei einer Zuschaltung von großen Lasten noch wesentlich größere Spannungsschwankungen möglich. Solche Spannungsschwankungen bewirken sichtbare Helligkeitsänderungen einer am Dimmer angeschlossener Beleuchtungseinrichtung. Wünschenswert ist daher eine Spannungsstabilisierung, die zwar mit bekannten Mitteln erreichbar wäre, aber zu einer Spannung unterhalb der Nennspannung führt. Dabei ist zu beachten, dass die Ausgangsspannung bekannter Dimmer bei eingestellter maximaler Helligkeit ohnehin etwa 3% unterhalb der Eingangsspannung liegt. Eine weitere Absenkung der Ausgangsspannung zwecks Stabilisierung würde daher zu einer deutlichen Verringerung der Lichtausbeute sowie Änderung der Farbtemperatur der Leuchtmittel führen. Für Niedervolt-Halogenlampen sind zwar Konverter mit geregelter 12-V-Nennspannung bekannt, die aber kein Dimmen der Lampen ermöglichen.The electrical supply network, which is the input voltage of a dimmer has a typical nominal AC voltage of 230 V with one Fluctuation range of about ± 10%. In rural Areas with long overhead lines as a supply line are particularly at a connection of large loads even much larger voltage fluctuations possible. Such voltage fluctuations cause visible changes in brightness a lighting device connected to the dimmer. Desirable is therefore a voltage stabilization, although with known means would be achievable, but leads to a voltage below the rated voltage. It should be noted, that the output voltage of known dimmers at set maximum Brightness is about 3% below the input voltage anyway. Further lowering the output voltage for stabilization would therefore to a significant reduction in light output and change the color temperature of the bulbs lead. For low-voltage halogen lamps are Although converter with regulated 12 V nominal voltage known, but do not allow dimming of the lamps.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer einstellbaren Versorgungsspannung für Leuchtmittel anzugeben, das eine stabilisierte, auch etwas über der Eingangsspannung liegende Spannung ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, a method for generating specify an adjustable supply voltage for lighting, the a stabilized, too, something over allows the input voltage voltage.
Außerdem soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.In addition, should a device for implementation of the method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung einer einstellbaren stabilisierten Versorgungsspannung für Leuchtmittel gelöst, wobei
- a) eine Netzwechselspannung einem steuerbaren Brückengleichrichter zugeführt wird,
- b) der steuerbare Brückengleichrichter mittels eines Mikrocontrollers als Regeleinrichtung angesteuert wird,
- c) die Ausgangsspannung des steuerbaren Brückengleichrichters einem elektrischen Kondensator als Energiespeicher zugeführt wird, der die Versorgungsspannung liefert, und
- d) der Regeleinrichtung ein Sollwert mittels eines Sollwertgebers vorgegeben und die erzeugte Versorgungsspannung als Istwert zugeführt wird,
- e) wobei sich durch geeignete Auslegung der Kondensatorkapazität eine Versorgungsspannung erzeugen lässt, deren Effektivwert oberhalb des Effektivwerts der treibenden Netzwechselspannung liegt,
- f) wobei die Regeleinrichtung die Versorgungsspannung auf einen maximalen Wert begrenzt.
- a) a mains alternating voltage is supplied to a controllable bridge rectifier,
- b) the controllable bridge rectifier is controlled by means of a microcontroller as a control device,
- c) the output voltage of the controllable bridge rectifier is supplied to an electrical capacitor as energy storage, which supplies the supply voltage, and
- d) the controller is given a setpoint value by means of a setpoint generator and the generated supply voltage is supplied as an actual value,
- e) wherein, by suitable design of the capacitor capacitance, a supply voltage can be generated whose effective value is above the effective value of the driving AC mains voltage,
- f) wherein the control device is the supply voltage is limited to a maximum value.
Mit der Erfindung wird demnach vorgeschlagen, mittels eines steuerbaren Brückengleichrichters die Netzwechselspannung gleichzurichten und in einem Energiespeicher zwischenzuspeichern. Der steuerbare Brückengleichrichter wird mittels einer Regeleinrichtung angesteuert. Die mittels des Energiespeichers gestützte Ausgangsspannung des Brückengleichrichters wird als Versorgungsspannung einem Leuchtmittel zugeführt. Die Regeleinrichtung ermöglicht die gewünschte Dimmfunktion durch entsprechende Sollwertvorgabe. Eine Spannungsstabilisierung wird durch Rückführung der Versorgungsspannung als Istwert im Regelkreis erreicht. Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, dass die Spannungsstabilisierung bei jedem eingestellten Wert im gedimmten Betrieb wirkt.With The invention is therefore proposed by means of a controllable Bridge rectifier the Rectify line AC voltage and in an energy storage temporarily. The controllable bridge rectifier is by means of controlled a control device. The means of energy storage supported Output voltage of the bridge rectifier is supplied as a supply voltage to a light source. The Control device allows the desired Dimming function by appropriate setpoint specification. A voltage stabilization is by repatriation of Supply voltage as actual value in the control circuit reached. It's a special one Advantage of the inventive solution that the voltage stabilization at each set value in the dimmed Operation works.
Hinsichtlich der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren stabilisierten Versorgungsspannung für Leuchtmittel, mit
- a) einem steuerbaren Brückengleichrichter, dem eine Netzwechselspannung zugeführt ist,
- b) einem elektrischen Kondensator als Energiespeicher, dem die Ausgangsspannung des steuerbaren Brückengleichrichters zugeführt ist, und der zur Lieferung der Versorgungsspannung verwendet ist, wobei sich durch geeignete Auslegung der Kondensatorkapazität eine Versorgungsspannung erzeugen lässt, deren Effektivwert oberhalb des Effektivwerts der treibenden Netzwechselspannung liegt, und
- c) einem Mikrocontroller als Regeleinrichtung, – dem ein Sollwert mittels eines Sollwertgebers vorgebbar ist, – dem die erzeugte Versorgungsspannung als Istwert zugeführt ist, – dessen Ausgangssignal zur Ansteuerung des steuerbaren Brückengleichrichters verwendet ist, – der dafür eingerichtet ist, die Versorgungsspannung auf einen vorgebbaren Maximalwert zu begrenzen.
- a) a controllable bridge rectifier, to which a mains alternating voltage is supplied,
- b) an electrical capacitor as energy storage, which is supplied with the output voltage of the controllable bridge rectifier, and which is used to supply the supply voltage, which can be generated by suitable design of the capacitor capacitance, a supply voltage whose effective value is above the rms value of the driving AC line voltage, and
- c) a microcontroller as a control device, - to which a desired value can be predetermined by means of a setpoint generator, - to which the generated supply voltage is supplied as an actual value, - whose output signal is used to control the controllable bridge rectifier, - which is adapted to the supply voltage to a predetermined maximum value to limit.
Vorteilhaft ist auch diese einfache Anordnung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Als Regeleinrichtung ist ein Mikrocontroller eingesetzt, vorgesehen ist die Verwendung eines Kondensators als Energiespeicher. Durch geeignete Auslegung der Kondensatorkapazität lässt sich eine Ausgangsspannung, also eine Versorgungsspannung oberhalb der Netzspannung erzeugen. Advantageous is also this simple arrangement with which the inventive method is feasible. As a control device, a microcontroller is used, provided is the use of a capacitor as energy storage. By suitable design of the capacitor capacitance can be an output voltage, So generate a supply voltage above the mains voltage.
Eine weitere Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile erfolgt nachstehend anhand eines in Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels.A Further description of the invention and its advantages will be given below based on an embodiment shown in drawing figures.
Es zeigt:It shows:
Die
Arbeitsweise der Einrichtung
Die
Netzspannung UE wird mittels des Brückengleichrichters
Die
Regelung mittels des Mikrocontrollers
- – die Dimmfunktion entsprechend der Sollwertvorgabe,
- – eine Stabilisierung der jeweiligen Ausgangsspannung bei Schwankungen der Eingangsspannung, und
- – eine Begrenzung der Ausgangsspannung auf den für den Betrieb des Leuchtmittels maximal zulässigen Wert durch entsprechende Wahl des Zeitpunkts des Phasenabschnitts.
- - the dimming function according to the setpoint specification,
- A stabilization of the respective output voltage with fluctuations of the input voltage, and
- - A limitation of the output voltage to the maximum permissible for the operation of the lamp by appropriate choice of the timing of the phase section.
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